Question

4．如圖是個(gè)乙醇燃料電池工作時(shí)的示意圖，乙池中M、N兩個(gè)電極的材料分別是石墨和鐵工作時(shí)M、N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少，請(qǐng)回答：
（1）工作時(shí)，乙池中電子流出的電極是N（填“M”或“N”）；
（2）甲池中通入乙醇的鉑電極名稱是負(fù)極（填“正極”或“負(fù)極”），通入O₂的鉑電極上的反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（3）乙池中M的電極材料是鐵，N的電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（4）若乙池中某電極析出金屬銀4.32g時(shí)，則甲池中理論上消耗氧氣0.224L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）；
（5）若在常溫常壓下，1gCH₃CH₂OH燃燒生成CO₂和液態(tài)H₂O時(shí)放出29.71kJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1366.7kJ/mol．

Answer 1

分析 堿性乙醇燃料電池中通入乙醇的一極為原電池的負(fù)極，通入氧氣的一極為原電池的正極，乙池為電解池，乙池中的兩個(gè)電極一個(gè)是石墨電極，一個(gè)是鐵電極，工作時(shí)M、N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少，N連接原電池的正極，應(yīng)為電解池的陽(yáng)極，則應(yīng)為石墨材料，M為電解池的陰極，為鐵電極，電解硝酸銀溶液時(shí)，陰極反應(yīng)式為Ag⁺+e^-=Ag，陽(yáng)極反應(yīng)式為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；結(jié)合電子的轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量的判斷進(jìn)行計(jì)算；根據(jù)1g C₂H₅OH燃燒放出的熱量求出1mol燃燒放熱，再寫(xiě)出熱化學(xué)方程式．

解答 解：堿性乙醇燃料電池中通入乙醇的一極為原電池的負(fù)極，通入氧氣的一極為原電池的正極，乙池為電解池，乙池中的兩個(gè)電極一個(gè)是石墨電極，一個(gè)是鐵電極，工作時(shí)M、N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少，N連接原電池的正極，應(yīng)為電解池的陽(yáng)極，則應(yīng)為石墨材料，N為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式是4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，M為陰極，電極材料是Fe，電極反應(yīng)式為Ag⁺+e^-=Ag，則乙池的總反應(yīng)式為4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag↓+O₂↑+4H⁺，
（1）乙池中N為陽(yáng)極，電子流出的電極是N極，故答案為：N；
（2）堿性乙醇燃料電池通入乙醇的一極為原電池的負(fù)極，通入氧氣的一極為原電池的正極，O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：負(fù)極；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（3）乙池為電解池，乙池中的兩個(gè)電極一個(gè)是石墨電極，一個(gè)是鐵電極，工作時(shí)M、N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少，N連接原電池的正極，應(yīng)為電解池的陽(yáng)極，反應(yīng)方程式為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；則應(yīng)為石墨材料，M為電解池的陰極，為鐵電極，故答案為：鐵；4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（4）n（Ag）=$\frac{4.32g}{108g/mol}$=0.04mol，根據(jù)Ag⁺+e^-=Ag可知轉(zhuǎn)移電子為0.04mol，甲池中通入氧氣的一極為正極，反應(yīng)式為2O₂+8H⁺+8e^-=4H₂O，則消耗n（O₂）=$\frac{1}{4}$×0.04mol=0.01mol，V（O₂）=0.01mol×22.4L/mol=0.224L，故答案為：0.224；
（5）1g C₂H₅OH燃燒生成CO₂和液態(tài)H₂O時(shí)放出29.71kJ熱量，則1mol乙醇燃燒放出的熱量=$\frac{\frac{29.7kJ}{1g}}{46g/mol}$=1366.7kJ，所以其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1366.7kJ/mol，
故答案為：C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1366.7kJ/mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池原理和電解池原理、熱化學(xué)方程的書(shū)寫(xiě)，明確原電池和電解池電極上發(fā)生反應(yīng)的類型即可分析解答本題，題目難度中等．